收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

脂肪型和瘦肉型猪肌肉生长和脂肪沉积相关基因的差异表达分析和分子网络构建

李明洲  
【摘要】: 骨骼肌细胞和脂肪细胞在生长发育过程中受到的微效多基因间的互作调控机制是决定猪胴体和肉质等相关数量性状的分子基础。本研究利用包含140个与猪肌肉生长和脂肪沉积密切相关基因的Oligo功能分类基因芯片,检测了脂肪型的太湖猪和瘦肉型的长白猪在出生后不同生长发育阶段,背最长肌(初生,1,2,3,4和5月龄)和背部皮下脂肪(1,2,3,4和5月龄)中相关基因表达谱的变化。 ①方差分析(ANOVA)和基因分组检验(GCT)结果显示:背最长肌表达谱中,长白猪分别有18和22个基因,太湖猪分别有3和7个基因在月龄间的表达差异达极显著(P_(ANOVA)<0.01)和显著水平(P_(ANOVA)<0.05),且长白猪中包含10个基因的“参与脂肪酸生物合成的酶”基因分组具有极显著意义(P_(ErmineJ)<0.01)。皮下脂肪表达谱中,长白猪有25个基因在月龄间的表达差异达显著水平(P_(ANOVA)<0.05),且包含23个基因的“参与脂肪或类固醇代谢的酶和调节蛋白”基因分组在品种间具有极显著意义(P_(ErmineJ)<0.01)。提示两猪种骨骼肌生长速度和脂肪沉积能力表型的巨大差异可能与这些基因的差异表达规律相关。 ②短时间序列表达聚类(STEM)结果显示:背最长肌表达谱中,先降后升、逐渐上升和逐渐下降、逐渐上升分别是长白猪和太湖猪在初生至5月龄间最具代表性的基因表达模式(P_(STEM)<0.01),其中正调控肌纤维生长和脂肪酸合成的基因主要表现为逐渐上调,而抑制细胞增殖和正调控脂肪酸β氧化的基因则主要表现为逐渐下降。皮下脂肪表达谱中,长白猪和太湖猪各有两个表达模式分别具有极显著(P_(STEM)<0.01)和显著性意义(P_(STEM)<0.05),但太湖猪基因表达谱比较分散,占主导优势的表达模式没有长白猪明显,提示太湖猪脂肪细胞内参与相关代谢活动的基因间的调控关系较长白猪复杂。 ③主成分分析(PCA)结果显示:长白猪和太湖猪的背最长肌表达谱中分别有7和6个基因,皮下脂肪表达谱中分别有16和13个基因的时序表达模式明显偏离其他基因,提示可能受到了特殊的调控。 ④ANOVA和二维层级聚类的PCA映射结果显示:长白猪分别有42和27个基因,太湖猪分别有51和20个基因在背最长肌和皮下脂肪间的表达差异达极显著(P_(ANOVA)<0.01)和显著水平(P_(ANOVA)<0.05)。53个与脂肪沉积相关基因在两组织内的时序表达模式大致可分为3类,可按照不同标准筛选存在组织特异性表达模式的基因,为探讨IMF和皮下脂肪沉积的分子机制积累了基础资料。 ⑤基于动态贝叶斯模型(DBN)构建的基因调控网络(GRNs)从一定程度上揭示了两品种在肌肉生长和脂肪沉积等生理生化代谢活动方面的明显差异。网络中基因的调控地位与已知功能信息大致相符,具有一定的准确性和可信度,可从中挖掘相关性状潜在的关键特征基因。 ⑥Pathway映射结果显示:两个代表脂肪沉积动态平衡的通路——脂肪酸代谢和脂肪酸生物合成,两个代表脂肪沉积调控的通路——PPAR信号转导和脂肪细胞因子信号转导,所涉及的生物学功能在两猪种间和生长发育过程中可能发生了变化。从一定程度上揭示了不同生产类型的两猪种在脂肪沉积性状上巨大表型差异的分子基础。 ⑦通过基于表达模式识别(STEM)结果的文献网络子网挖掘,在等级分值较高的子网中寻找到了大量已有相关研究支撑、对宏观表型具有重要影响和研究价值的种子基因,建议可作为影响猪肌肉和脂肪性状的关键特征基因进行深入研究。 ⑧利用物种人的同源基因预测了本研究背最长肌表达谱中差异表达基因间的转录调控网络(TRNs),发现26个表达差异达显著水平的基因(P_(AVOVA)<0.05和0.01)受到E2F转录因子(E2F1~8)、上游结合蛋白1(LBP-1/UBP1)、激活增强子结合蛋白2γ(AP2-gamma)和PHD锌指转录因子蛋白(BPTF)等27个转录因子(TFs)具有显著性意义的调控(P_(TF)<0.05)。提示这些TFs通过调节靶基因的表达,可能对猪肌肉和脂肪性状的最终表型产生重要影响。 ⑨对片内和片间重复性的评价结果显示:4个片内重复的平均变异系数(?)和3个重复检测芯片间的平均相关系数(?)在皮下脂肪和背最长肌中分别平均为5.95%±3.15%、5.19%±2.87%和0.894±0.038、0.917±0.041,均高于(?)<15%和r>0.700的成功实验标准。对两组织内各5个差异表达基因的QRT-PCR验证显示:两种实验方法检测结果均为正相关,相关系数(r)在皮下脂肪和背最长肌表达谱中分别平均为0.874±0.071和0.876±0.095。表明本研究结果准确可靠,检测数据能够真实反映基因的表达变化规律。 本研究筛选出了对于猪胴体和肉质性状可能具有重要影响和较大研究价值的基因,初步揭示了生长发育过程中骨骼肌和脂肪细胞基因表达调控的局部分子互作机制,以及造成猪肌肉和脂肪宏观性状表型差异的分子网络基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 李明洲;李学伟;朱砺;滕晓坤;肖华胜;帅素容;陈磊;李强;郭玉姣;;脂肪型和瘦肉型猪肌肉生长和脂肪沉积相关基因的差异表达分析和调控网络构建[J];自然科学进展;2008年02期
2 纪令望;魏瑜;封朝壁;胡迪先;夏先林;吴桂英;;贵州香猪肌肉化学成分含量测定[J];贵州农学院学报;1988年01期
3 张似青;张忠明;;猪肌肉组织和脂肪组织的性能和影响因素[J];国外畜牧学(猪与禽);1989年03期
4 刘伯淳;;色氨酸对猪肌肉蛋白质合成的调节作用[J];上海畜牧兽医通讯;1989年02期
5 胡来根;;猪肌肉组织学研究进展[J];河南农业科学;1989年05期
6 李建;倪香艳;孙志文;怀文辉;叶能胜;;超高效液相色谱-串联质谱法检测猪肌肉组织中烯丙孕素残留[J];分析仪器;2018年04期
7 陈伟;肖伟;喻昌毅;许厚强;孙成娟;周迪;;日粮能量对贵州从江香猪肌肉中氨基酸含量的影响[J];贵州畜牧兽医;2017年03期
8 王彦平;郭建凤;呼红梅;王诚;武英;王继英;;猪肌肉脂肪酸成分的气相色谱测定方法[J];畜牧与兽医;2017年03期
9 蔡原;赵生国;;合作猪肌肉氨基酸含量测定及营养价值评价[J];中兽医医药杂志;2012年05期
10 张嘉慧;贺利民;黄显会;曾振灵;;高效液相色谱法测定猪肌肉中乙酰甲喹的残留量[J];华南农业大学学报;2008年04期
11 李红卫;王开萍;吴娱;唐正江;汤飞;刘国庆;;猪肌肉组织中碱性磷酸酶的纯化及特性研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2016年04期
12 张伟;张明霞;艾霞;李存;;高效液相色谱法同时测定猪肌肉中氟喹诺酮类和磺胺类药物残留[J];黑龙江畜牧兽医;2014年07期
13 徐永杰;熊远著;;猪肌肉组织双向电泳分离条件的建立及常见问题分析[J];农业生物技术学报;2012年01期
14 王伟杰;李宏基;韩立强;王月影;王静;李卫华;林茂旺;台玉磊;张志强;藏猛;王艳龄;杨国宇;;猪肌肉素基因的cDNA克隆与表达[J];生物工程学报;2008年07期
15 徐春兰,汪以真;半定量RT-PCR法分析猪肌肉组织细胞谷胱甘肽过氧化物酶mRNA表达水平[J];中国兽药杂志;2005年08期
16 白素英,刘娣,蒋国红,杨秀琴;抑肌素基因mRNA在猪肌肉组织表达差异的研究[J];畜牧兽医学报;2004年03期
17 杨龙江,戴瑞彤,陈斌;猪肌肉组织的性能及其脂肪的影响[J];肉类研究;2000年02期
18 姜开连,纪效良;猪肌肉中某些生化指标的探讨[J];肉类研究;1997年02期
19 张艺;刘培琼;罗爱平;;香猪肌肉中的脂肪酸分析及其营养价值评价[J];养猪;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李明洲;官久强;李庆海;李祥;帅素容;李学伟;;不同品种猪肌肉组织中肌肉生长和脂肪沉积相关基因的发育性表达模式[A];第四届中国畜牧科技论坛论文集[C];2009年
2 李虹仪;习欠云;江青艳;张永亮;;不同品种猪肌肉与脂肪组织miRNA的分析比较[A];全国动物生理生化第十一次学术交流会论文摘要汇编[C];2010年
3 经荣斌;;中国地方品种猪肌肉脂肪酸含量的研究[A];“生泰尔”杯全国养猪技术征文大赛——中国畜牧兽医学会养猪学分会五届三次理事会暨生猪产业科技创新发展论坛论文集[C];2012年
4 曹建华;李新云;朱猛进;赵书红;;miRNA与功能基因转录组联合分析探索猪肌肉生长发育新的调控通路[A];中国动物遗传育种研究进展——第十五次全国动物遗传育种学术讨论会论文集[C];2009年
5 徐永杰;熊远著;金美林;;猪肌肉组织双向电泳分离条件的建立及优化[A];中国动物遗传育种研究进展——第十五次全国动物遗传育种学术讨论会论文集[C];2009年
6 袁敏;颜培实;;不同饲养畜舍对育肥猪肌肉特征的影响[A];中国猪业科技大会暨中国畜牧兽医学会2015年学术年会论文集[C];2015年
7 陈伟;李华;曾勇庆;杨其德;柴庆华;夏光顺;李祥德;;日粮中添加大蒜对育肥猪肌肉抗氧化性能及肉质特性的影响[A];中国畜牧兽医学会养猪学分会2009年学术年会“回盛生物”杯全国养猪技术论文大赛论文集[C];2009年
8 倪德斌;熊远著;邓昌彦;刘望宏;胡军勇;雷明刚;刘小红;钱辉跃;;猪肌肉品质测定技术规范[A];山东畜牧兽医学会养猪专业委员会第一届学术研讨会论文集[C];2007年
9 陈杰;;骨骼肌内分泌对猪肌肉生长代谢的调节[A];全国动物生理生化第十次学术交流会论文摘要汇编[C];2008年
10 燕志宏;顾丽菊;张芸;;野乔菜替代精料对从江香猪肌肉脂肪酸及氨基酸含量的影响[A];中国猪业科技大会暨中国畜牧兽医学会2015年学术年会论文集[C];2015年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李明洲;脂肪型和瘦肉型猪肌肉生长和脂肪沉积相关基因的差异表达分析和分子网络构建[D];四川农业大学;2008年
2 薛慧良;猪IGF-I基因及MyoG基因分子遗传多态性的研究[D];山西农业大学;2004年
3 刘敏;猪肌肉生长相关转录因子的克隆、启动子调控及遗传效应分析[D];华中农业大学;2007年
4 王志秀;基于转录组和蛋白组数据鉴定猪肌肉生长和脂肪沉积相关的基因[D];中国农业大学;2017年
5 勾长龙;抗生素对肉鸡脂肪沉积的影响及其机理研究[D];吉林农业大学;2018年
6 杨慧;猪肠道微生物组对脂肪沉积和饲料利用率的影响[D];江西农业大学;2016年
7 闫文龙;THRSP基因对鸡脂肪沉积的影响[D];华南农业大学;2006年
8 张巧娥;沙葱提取物的分离鉴定及其对绵羊消化道共轭亚油酸含量和胴体脂肪沉积影响的研究[D];内蒙古农业大学;2007年
9 徐永杰;猪肌肉组织差异蛋白质组学研究[D];华中农业大学;2010年
10 张翔宇;绵羊胴体成分性状QTL的元分析及相关基因的克隆、时空表达谱分析[D];四川农业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 林琦雄;饲粮粗蛋白水平日动态饲喂对育肥猪肌肉脂肪沉积的影响[D];湖南农业大学;2016年
2 姚振乐;猪肌肉组织中一组糖酵解酶和碱性磷酸酶的纯化及其部分性质的探究[D];合肥工业大学;2012年
3 李庆海;猪苹果酸酶及苹果酸脱氢酶基因在肌肉和脂肪组织中的表达差异[D];四川农业大学;2010年
4 杨楠;细菌饮食对线虫脂肪沉积等生理特性的影响[D];合肥工业大学;2019年
5 董书圣;高背膘妊娠母猪胎盘脂肪沉积及其MARK4调控机制研究[D];南京农业大学;2017年
6 王冰冰;肉牛脂肪沉积MiRNA的筛选及MiR-26a在不同部位中的表达分析[D];延边大学;2018年
7 巫英燕;猪DNMTs基因在肌肉和脂肪组织中的表达差异[D];四川农业大学;2011年
8 赵帅;应用分子网络技术分析HIV-1毒株传播及耐药特征[D];中国疾病预防控制中心;2018年
9 李宏新;不同品种及其杂交组合对育肥猪生产性能和肉品质的影响[D];沈阳农业大学;2016年
10 杨凌云;日粮营养水平对肉仔鸡脂肪沉积影响及其机理研究[D];中国农业科学院;2015年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 王宁;家畜养到何时最经济[N];山东科技报;2017年
2 支勇平 记者 张哲浩;猪肉脂肪含量可以人为控制 [N];科技日报;2003年
3 广东省中山食品进出口有限公司白石猪场 陈健雄;白石龙骏长白猪的选育进展[N];中国畜牧报;2002年
4 ;长白猪[N];河南科技报;2004年
5 秦时;长白猪[N];陕西科技报;2002年
6 广东省板岭原种猪场 吴同山 王敬军;长白猪的选育研究与推广[N];中国畜牧报;2002年
7 北京养猪育种中心 郭和军;英系大白和丹麦长白猪的饲养要点[N];中国畜牧报;2004年
8 天津市宁河原种猪场 中国农业大学动物科技学院 赵宏志 李振宽 周伟良 王楚端 陈清明;丹系长白猪恶性高温综合症基因分析[N];中国畜牧报;2002年
9 ;分娩舍中长白猪的饲养管理技术[N];中国畜牧兽医报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978